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电流互感器极性和接线方式及其应用1 引言在电力系统中电流互感器的作用是把大电流变成小电流，将连接在继电器及测量仪器仪表的二次回路与一次电流的高压系统隔离，并将一次电流变换到5A 或 1A 两种标准的二次电流值。
电流互感器的极性与电流保护密切相关，特别是在农电系统中，电流保护起主导作用，因此必须掌握好极性与保护的关系。
本文分析了电流互感器的极性和常用电流保护的关系，以及易出错的二次接线。
2 电流互感器的极性电流互感器在交流回路中使用，在交流回路中电流的方向随时间在改变。
电流互感器的极性指的是某一时刻一次侧极性与二次侧某一端极性相同，即同时为正、或同时为负，称此极性为同极性端或同名端，用符号"*"、"-" 或"."表示。
(也可理解为一次电流与二次电流的方向关系)。
按照规定，电流互感器一次线圈首端标为 L1，尾端标为 L2；二次线圈的首端标为 K1，尾端标为 K2。
在接线中 L1 和 K1 称为同极性端，L2 和 K2 也为同极性端。
电流互感器同极性端的判别与耦合线圈的极性判别相同。
较简单的方法例如用 1.5V 干电池接一次线圈，用一高内阻、大量程的直流电压表接二次线圈。
当开关闭合时，如果发现电压表指针正向偏转，可判定 1 和 2 是同极性端，当开关闭合时，如果发现电压表指针反向偏转。
一相式电流保护的电流互感器主要用于测量对称三相负载或相负荷平衡度小的三相装置中的一相电流。
电流互感器的接线与极性的关系不大，但需注意的是二次侧要有保护接地，防止一次侧发生过电流现象时，电流互感器被击穿，烧坏二次侧仪表、继电设备。
但是严禁多点接地。
两点接地二次电流在继电器前形成分路，会造成继电器无动作。
因此在《继电保护技术规程》中规定对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置，则应在保护屏上经端子排接地。
如变压器的差动保护，并且几组电流互感器组合后只有一个独立的接地点。
电流互感器知识整理电流互感器知识简介为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用.执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器.进行电压转换的是电压互感器(voltagetransformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器(currenttransformer),简称为CT.本文将讨论电流互感器的相关基本知识.1.电流互感器的基本原理1.1电流互感器的基本等值电路如图1所示.图1电流互感器基本等值电路图中,Es—二次感应电势,Us—二次负荷电压,Ip—一次电流,Ip/Kn—二次全电流,Is—二次电流, Ie—励磁电流,N1—一次绕组匝数,N2—二次绕组匝数,Kn—匝数比,Kn=N2/N 1,Xct—二次绕组电抗(低漏磁互感器可忽略),Rct—二次绕组电阻,Zb—二次负荷阻抗(包括二次设备及连接导线),Ze—励磁阻抗.电流互感器的一次绕组和二次绕组绕在同一个磁路闭合的铁心上.如果一次绕组中有电流流过,将在二次绕组中感应出相应的电动势.在二次绕组为通路时,则在二次绕组中产生电流.此电流在铁心中产生的磁通趋于抵消一次绕组中电流产生的磁通.在理想条件下,电流互感器两侧的励磁安匝相等,二次电流与一次电流之比等于一次绕组与二次绕组匝数比。
即：IpN1=IsN2Is＝Ip×N1/N2=Ip/Kn1.2.电流互感器极性标注电流互感器采用减极性标注的方法，即同时从一二次绕组的同极性段通入相同方向的电流时，它们在铁芯中产生的磁通方向相同。
当从一次绕组的极性端通入电流时，二次绕组中感应出的电流从极性端流出，以极性端为参考，一二次电流方向相反，因此称为减极性标准。
由于电流方向相反，且铁心中合成磁通为零。
因此得下式：N1Ip-N2Is=0(本来励磁安匝的和为零，但考虑到两个电流的流动方向相对于极性端不同，因此两者为减的关系)。
电流互感器回路接法1. 电流互感器简介电流互感器（Current Transformer, CT）是一种用来测量大电流的装置。
它通过将高电流转换为小电流，从而使得测量和保护设备更加安全和方便。
在电力系统中，电流互感器被广泛应用于电力变压器、发电机和输配电设备等地方。
2. 电流互感器回路接法的重要性在使用电流互感器时，正确的回路接法对于测量结果的准确性和系统的安全性都至关重要。
不正确的回路接法可能导致误差增大、设备损坏甚至人身安全受到威胁。
正确理解和应用电流互感器回路接法是非常重要的。
3. 常见的电流互感器回路接法根据使用场景和需求的不同，常见的电流互感器回路接法有以下几种：3.1 单相接法单相接法适用于单相系统或需要单独测量某一相的三相系统。
在单相接法中，只使用一个电流互感器进行测量，通常将其连接到负载侧。
3.2 三相平衡接法三相平衡接法适用于三相系统中各相电流基本相等的情况。
在三相平衡接法中，使用三个电流互感器进行测量，将它们分别连接到各个相位。
3.3 零序接法零序接法适用于需要测量系统中零序电流的情况。
在零序接法中，使用一个额外的电流互感器来测量系统中的零序电流，并将其连接到系统的中性点。
3.4 非平衡接法非平衡接法适用于三相系统中各相电流不平衡的情况。
在非平衡接法中，使用三个电流互感器进行测量，并将它们连接到不同的位置以反映实际的电流分布情况。
4. 选择合适的回路接法选择合适的回路接法需要考虑以下几个因素：4.1 测量目标根据实际需求确定需要测量的参数和精度要求。
不同的回路接法对于不同参数和精度要求有不同的适用性。
4.2 系统类型根据实际系统类型确定合适的回路接法。
单相、三相、平衡或非平衡系统都需要采用相应的接法。
4.3 安全性要求考虑系统的安全性要求，选择合适的回路接法以确保测量结果准确且安全可靠。
4.4 经济性考虑根据实际经济状况和预算限制，选择合适的回路接法。
有时候，为了节约成本，可以选择较简单的接法。
一、电流互感器结构原理1 普通电流互感器结构原理电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。
其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流()通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流()；二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷(Z)串联形成闭合回路，见图1。
图1 普通电流互感器结构原理图由于一次绕组与二次绕组有相等的安培匝数，I1N1=I2N2，电流互感器额定电流比：。
电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。
2 穿心式电流互感器结构原理穿心式电流互感器其本身结构不设一次绕组，载流(负荷电流)导线由L1至L2穿过由硅钢片擀卷制成的圆形(或其他形状)铁心起一次绕组作用。
二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路，见图2。
图2 穿心式电流互感器结构原理图由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越小；反之，穿心匝数越少，变比越大，额定电流比：。
式中I1——穿心一匝时一次额定电流；n——穿心匝数。
3 特殊型号电流互感器3.1 多抽头电流互感器。
这种型号的电流互感器，一次绕组不变，在绕制二次绕组时，增加几个抽头，以获得多个不同变比。
它具有一个铁心和一个匝数固定的一次绕组，其二次绕组用绝缘铜线绕在套装于铁心上的绝缘筒上，将不同变比的二次绕组抽头引出，接在接线端子座上，每个抽头设置各自的接线端子，这样就形成了多个变比，见图3。
图3 多抽头电流互感器原理图例如二次绕组增加两个抽头，K1、K2为100/5，K1、K3为75/5，K3、K4为50/5等。
此种电流互感器的优点是可以根据负荷电流变比，调换二次接线端子的接线来改变变比，而不需要更换电流互感器，给使用提供了方便。
电流互感器工作原理
电流互感器通过电流互感作用实现对电流的测量。
其工作原理如下：
1. 互感作用：电流互感器由一个主绕组和一个副绕组组成。
主绕组是由被测电流通过的线圈，副绕组则是输出的测量回路。
当主绕组中有交流电流流过时，会在副绕组中诱导出感应电动势。
2. 感应电动势：根据法拉第电磁感应定律，当主绕组中的电流变化时，副绕组中会产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与主绕组中的电流变化速率有关。
3. 信号处理：感应电动势需要经过一系列的信号处理，包括放大、滤波和线性化等步骤，以得到精确的测量结果。
这些处理可以通过电子电路实现，将感应电动势转换为标准的测量信号。
4. 输出测量：经过信号处理后的输出信号，可以连接到测量设备或控制系统中，用于读取和处理电流的测量值。
输出信号的幅度和相位与主绕组中的电流成正比，因此可以通过测量输出信号来获得准确的电流数值。
总之，电流互感器通过主副绕组之间的互感作用，将被测电流转换为感应电动势，并经过信号处理后输出，以实现电流的精确测量。
电流互感器和交流电流回路我的读书笔记电流互感器及交流电流回路1 如何选择电流互感器的主要技术参数？电流互感器的二次回路分为测量回路和保护回路。
它的主要技术规范的选择方法如下所述。
1）额定一次电压，由所在系统的标称电压确定。
可以选用高电压等级的电流互感器在低电压等级的系统中使用，如选用10kv的电流互感器在6kv系统中使用。
2）额定一次电流，按照GB1208规定的额定电流等级选用。
如果一次电流不能按照规定的这些等级选用时，可以用以下的方法解决（1）保护回路和测量回路的变比要求不同时，可采用二次绕组带抽头电流互感器。
也可以改变一次抽头的电流互感器，一般分串联和并联接法，可获得倍数变比或半数变比的电流互感器。
（2）测量回路用电流互感器有特殊用途的用s级的，它在10~110%的额定电流范围内保持准确度要求。
3）额定二次电流：有1A和5A两类。
选用原则：（1）对新建发电厂和变电所有条件时，宜选用1A。
（2）如有利于互感器安装或扩建工程原有TA为5A时，及某些情况下为降低TA的二次开路电压，额定二次电流可选用5A。
（3）一个厂，站内的额定二次电流可同时选用1A和5A。
4）准确级和暂态特性在以下专题说明5）铁心个数。
电流互感器铁心个数有两类：一类为一个电流互感器只有一个一次绕组和二次绕组的单铁心式，大部分低压电流互感器就是这一类；一类是为一个一次绕组有两个及两个以上二次绕组的多铁心式，每个二次绕组，按照用途不同配置。
电能计量仪表和测量表计在满足准确级的前提下，可以共用一个二次绕组。
6）按结构可分为油浸式，树脂浇注式和SF6式电流互感器。
7）短路要求，对带有一次回路导体的TA进行校验，对于母线从窗口穿过皆无固定板的TA可不校验动稳定。
2 电流互感器如何配置？电流互感器的配置应符合以下要求：1）电流互感器二次绕组的数量，铁心类型和准确等级应满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。
2）保护用电流互感器的配置应避免出现主保护的死区。
接入保护的电流互感器二次绕组的分配，应注意当一套保护停用时，出现被保护元件保护范围内部故障时的保护死区。
3）对中性点有效接地系统，电流互感器可按3相配置，对中性点非有效接地系统，依具体要求可按两相或三相配置。
4）但配电装置采用一个半断路器接线时，对独立式电流互感器每串宜配置三相，每组的二次绕组数量按照工程需要确定。
5）继电保护和测量仪表宜用不同的二次绕组供电，若受条件限制需共用一个二次绕组时，其性能应同时满足测量和保护的要求，且接线方式应避免注意仪表校验时影响继电保护工作。
6）在使用微机保护的条件下，各类保护宜尽量共用二次绕组，以减少电流互感器二次绕组的数量。
当一个元件的两套房为备用的主保护应使用不同的二次绕组。
7）电流互感器的二次回路不宜进行切换，当需要时，应采取防止开路的措施。
3 电流互感器的二次负荷如何计算？1）电流互感器的二次负荷可以用阻抗Zb(Ω)或容量Sb(VA)表示。
二者之间的关系为Sb=Isn*Isn*Zb电流互感器的二次负荷额定值（Sbn）可根据需要选用2.5、5、7.5、10、15、20、30VA。
在某些特殊情况下，也可选用更大的额定值。
2）电流互感器的负荷通常有两部分组成：一部分是所连接的测量仪表或保护装置；另一部分是连接导线。
计算电流互感器的负荷时应注意不同接线方式下和故障状态下的阻抗换算系数。
（a）测量用的电流互感器的负荷计算。
一般在工程计算时可负略阻抗之间的相位差，二次负荷Zb可按下式计算Zb=ΣKmc* Zm+K lc*Z1+Rc式中：Zm -------仪表电流线圈的阻抗(Ω)Z1--------连接导线的单程阻抗(Ω)，一般可忽略电抗，仅计算电阻。
Rc-------接触电阻(Ω)，一般取0.05~0.1(Ω)。
Kmc-----仪表接线的阻抗换算系数Klc-------连接导线的阻抗换算系数测量用的电流互感器各种接线的阻抗换算系数见下表1：表1电流互感器接线方式阻抗换算系数备注Klc Kmc单相 2 1三相星型 1 1两相星型 Zmco=Zmc 1.732 1.732 Zmco为零线回路中的负荷阻抗Zmco=0 1.732 1两相差接 2*1.732 1.732三角形 3 3在计算测量用电流互感器的二次负荷时，应采用实际所接测量仪表电流回路的负荷值，但资料不全或没有相关资料时，可按下表2值进行计算。
表2仪表类型负荷值（VA）机电式仪表电流表 ~0.7功率表有功功率表 0.5~1无功功率表 0.5~1电能表有功电能表 0.5级 61.0级 42.0级 2.5无功电能表直通式 5经互感器接通式 2.5电子式仪表 0.2~1(b) 保护用电流互感器。
一般在工程计算时可负略电抗，二次负荷Rb可按下式计算Rb=ΣKrc* Rr+Klc*R1+Rc式中：Rr -------继电器电流线圈的阻抗(Ω)R1--------连接导线的单程电阻(Ω)。
Rc-------接触电阻(Ω)，一般取0.05~0.1(Ω)。
Krc-----仪表接线的阻抗换算系数Klc-------连接导线的阻抗换算系数保护用电流互感器在各种接线方式时不同短路类型下的阻抗换算系数见下表3表3电流互感器接线方式阻抗换算系数三相短路两相短路单相接地短路经Y,d变压器两相短路Klc Krc Klc Krc Klc Krc Klc Krc单相 2 1 2 1 2 1三相星型 1 1 1 1 2 1 1 1两相星型 Rlo=R1 1.732 1.732 2 2 2 2 3 3Rlo=0 1.732 1 2 1 2 1 3 1两相差接 2*1.732 1.732 4 2三角形 3 3 3 3 2 2 3 3保护和自动装置电流回路功耗参考值见表4，在工程计算中，应按照实际选用的保护和自动装置的功耗进行计算，但资料不全或没有相关资料时，可按下表4值进行计算。
表4保护和自动装置类型电流回路的功耗（VA）电磁型（EM）电流元件 1~15功率元件 6~10/相阻抗元件 4~10/相负序电流元件 15整流型（RT）电流元件 ~1功率元件 2/相阻抗元件 5/相负序电流元件 2~5集成电路型（IC）全套≤1.0/相微机型（DP）全套≤1.0/相各类设备的保护和自动装置电流回路最大功耗参考值见表6表6设备及保护和自动装置类型回路最大功耗（VA）电磁型（EM）整流型（RT）集成电路型（IC）微机型500KV线路主保护 10 1 1后被保护 20 2 2220~330KV线路主保护 10 5 1 1后被保护 30 15 2 260~110KV线路主保护 10 5 1 1后被保护 20 10 2 210~35KV线路主保护 10 5 0.5 0.5后被保护 20 10 1 1设备及保护和自动装置类型回路最大功耗（VA）200MW以上发电机主保护 5 1 1后被保护 60 2 3100~200MW发电机主保护 20 5 1 1后被保护 30 50 3 3100MW以下发电机主保护 10 5 1 1后被保护 15 10 2 2计算连接导线的负荷时，一般情况下可忽略电抗，而仅计算电阻R1,计算式为R1=L/Ra式中：L---------电缆长度（m）;A---------导线截面（mm2）r----------电导系数，铜取57〔m/(Ω* mm2)〕4 保护用电流互感器的分类和选择1）保护用电流互感器的分类（1）P类：准确限值规定为稳态对称一次电流的复合误差εe的电流互感器，对剩磁无要求。
（2）PR类：剩磁系数有规定值（≤10%）的电流互感器，在某些情况下，也可规定二次回路的时间常数或二次绕组电阻的限值。
（3）PX类，TPS类，TPX类，TPY类，TPZ类。
这些类的电流互感器有其特殊要求，在我国很少使用，这里不介绍。
2）保护用电流互感器的选择保护用电流互感器的性能应满足继电保护正确动作的要求，首先应保证在稳态对称短路电流下的误差不超过规定值。
对于短路电流非周期分量和互感器剩磁的暂态影响，应根据所在系统暂态问题的严重程度、所接保护装置的特性、暂态饱和可能引起的后果和运行经验等因素来合理考虑。
如果保护装置具有减缓电流互感器饱和的影响功能，则可按保护装置的特点来选择适当的电流互感器。
按照《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》的对电流互感器的选择规定如下：（1）330~500Kv系统保护，高压侧为330~500Kv的变压器保护和300MW及以上的发电机变压器组保护用的电流互感器，由于时间常数大（100ms以上），暂态饱和可能较严重，由此导致保护的拒动或误动的后果严重，因此，应选用TP类电流互感器，保证在实际短路工作循环中，不会暂态饱和。
（2）220KV系统保护，高压侧为220KV的变压器保护，100~200MW级的发变机组差动保护用的电流互感器，暂态饱和问题及其影响相对较轻，可按稳态条件进行选择计算，为了减轻可能发生的暂态饱和影响而给定适当的暂态系数，宜选用P、PR、PX类电流互感器。
PR类能限制剩磁影响，有条件应推广使用。
给定暂态系数应根据应用情况和运行经验确定。
对于100~200MW机组外部故障给定暂态系数不宜低于10;220KV系统的给定暂态系数不（3）110KV及以下系统保护用电流互感器一般按稳态条件选择，选用P类电流互感器。
（4）高压母线差动保护用电流互感器的选择，由于母线故障时短路电流大，而且外部短路时流过个电流互感器的差别也可能很大，即使各侧选用特性相同的电流互感器，其暂态饱和程度也可能很不一致。
为此，母线差动保护应具有抗互感器暂态饱和能力，在工程应用中可按稳态短路电流或保护装置的要求选用适当的互感器。
（5）非直接接地系统的接地保护用电流互感器，可根据具体情况采用由三相电流互感器组成的零序滤过器，专用电缆式或母线式零序电流互感器。
5 保护用电流互感器的准确级及误差限值如何计算？（1）各类准确级误差限值（a) P类和PR类电流互感器电流互感器的准确级以在额定准确限值一次电流下允许复合误差的百分数标称，标准准确级为：5P,10P,5PR,10PR。
、相位误差和复合误差应不超过表7的值 电流互感器在额定频率及额定负荷下，电流误差表7准确级额定一次电流下的电流误差（%）额定一次电流下的相位差额定准确限值一次电流下的复合误差（%）（‘）（rad)5P,5PR ±1 ±60 ±1.8 510P,10PR ±3 - - 10发电机变压器主回路、220KV及以上电压线路宜采用复合误差较小的5P或5PR级电流互感器。
其他回路可采用10P或10PR级电流互感器。
P类和PR类保护用电流互感器能满足复合误差要求的准确限值系数，Kalf一般可取5、10、15、20、25、30和40。
